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제안 방법
- , 2006). CPT 장비를 사용할 경우 매립지반인 모래층과 매립 지반 하부의 원지반인 점성토층의 콘 관입저항력은 명확하게 차이가 발생하므로 이러한 콘관입 저항치 결과로부터 초기침하량을 산정하였다. 계측 및 시험 결과, 매립(샌드매트) 후 시간 경과에 관계없이 0.
- 계측기의 설치는 PBD 시공 전에 설치되는 것이 아니라 계측기의 손·망실, 설치의 지연 등 시공 편의를 위하여 PBD 시공 후 이루어졌다.
- 대상현장의 안정적인 시설물의 운용을 확인하기 위해서 재하성토를 제거한 이후 구조물의 설치 또는 아스팔트 콘크리트가 포설된 이후 측량점을 설치하여 초기치 ‘0’으로 설정하여 주기적으로 대상현장의 도로부 및 층별침하를 2008년 12월까지 계측하였다.
- 즉 실질적인 계측은 PBD 시공 후에 이루어지므로 계측기 설치 전에 이루어지는 즉시 침하량은 계측기를 통해서 파악을 할 수가 없다. 따라서 이러한 초기침하량을 측정하기 위해서 계측기 설치위치를 기준으로 매립 직후 지반고 및 PBD 타설 직후 지반고 계측 및 현장 콘 관입시험(Cone Penetration Test, CPT)을 이용하여 산정하였다(Son et al., 2006). CPT 장비를 사용할 경우 매립지반인 모래층과 매립 지반 하부의 원지반인 점성토층의 콘 관입저항력은 명확하게 차이가 발생하므로 이러한 콘관입 저항치 결과로부터 초기침하량을 산정하였다.
- 본 연구는 대규모 PBD공법이 적용된 항만 북 컨테이너 터미널의 연약지반에서 지반개량 완료 후부터 상부 시설물 시공 후 운영 시까지 계측된 결과를 분석하였다. 터미널 시설물 운용 후 2∼3년 사이에 대상 지역의 층별침하 계측자료의 분석결과 PBD가 설치된 개량층 지반에서는 잔류침하가 발생한 것으로 나타났으나 미개량 지반에서는 아주 미비한 침하량만 발생하였다.
- 본 연구대상 지역에서 PBD에 의한 압밀침하량을 정량적으로 점검하기 위해 각 블록(A∼F)에 지표면 침하계 및 층별 침하계, 성토의 안정관리를 위해 경사계, 지반개량 평가를 위해 간극수압계 및 지하수위계를 설치하여 계측하였다.
- 또한 시간 경과 및 하중단계별로 간극비, 투수계수 및 체적압축계수의 변화를 고려할 수 있으므로 실제 지반조건에 근접한 해석이 가능하며, 압밀침하 및 지하수위의 영향으로 인한 성토하중이 감소되는 것을 고려한 해석 또한 가능하다. 본 연구에서 수행된 수치해석은 먼저, 각 계측기 위치에서 실제 시공이력을 반영하고, 반복해석을 통하여 계측 결과에 부합하는 지반정수(압축지수: Cc, 압밀계수: Cv, Ch) 를 재산정하여 침하량에 대해서 역해석을 수행하였다. 수치 해석에 사용된 입력변수는 Table 2와 같다.
- 본 연구에서는 대상지반을 PBD로 개량하기 위해서 Table 1에 나타낸 바와 같이 지층을 SPT N치에 의해 구분하였다. S1∼S3는 SPT N치가 8 이하의 연약지반이고, S4∼S5는 SPT N치가 8 이상으로 상대적으로 단단한 지반이다.
- 본 연구에서는 현재까지 다른 연구에서는 좀처럼 연구되지 않은 시공완료 후, 즉 항만 완공 후 침하계측자료에 대한 분석이 이루어졌다. 실제 운영 중인 컨테이너 터미널 구간의 침하계측 결과자료의 분석을 통해 시설물 운영 중에 발생하는 잔류침하량의 크기와 발생위치에 대한 판정이 이루어졌다.
- 본 연구지역에서의 연약지반개량은 매립(sand mat) → PBD 시공 → 재하성토 → 재하성토 제거 순으로 이루어졌다.
- 본 연구에서는 현재까지 다른 연구에서는 좀처럼 연구되지 않은 시공완료 후, 즉 항만 완공 후 침하계측자료에 대한 분석이 이루어졌다. 실제 운영 중인 컨테이너 터미널 구간의 침하계측 결과자료의 분석을 통해 시설물 운영 중에 발생하는 잔류침하량의 크기와 발생위치에 대한 판정이 이루어졌다. 시설물 운용 중 잔류침하로 인해 많은 문제가 지속적으로 발생하기 때문에 유지관리 측면에서 잔류침하는 매우 중요하다(Long, 2005)
대상 데이터
- 지표침하계 49개, 층별침하계 92개, 경사계 10개, 간극수압계 29개, 지하수위계가 8개가 설치되었다. 대상 지역에서는 2002년 7월경부터 2009년까지 계측을 실시하였다.
- 본 연구대상 지역은 낙동강 하구역의 서측 연변에 위치하고 있는 항만 터미널로 천해의 연안역에 해당하며 용원동과 견마도 사이의 북동쪽 일부는 조간대가 발달하는 지역으로서 낙동강 삼각주의 하부영역에 포함된다. 대상 지역은 Fig. 1에 나타낸 바와 같이 항만의 북 컨테이너 부두 지역으로 사용 목적에 따라 크게 컨테이너야드와 철송장, 도로 및 기타 서비스지역 그리고 안벽 부분의 에이프론(apron)으로 구성된다.
- 대상 현장의 지반은 해성 점토층 상부 약 10 m까지는 SPT N 값이 0∼1 사이로 매우 연약한 점토층으로 이루어져 있으며, 액성한계는 약 40∼80 % 정도이다.
- 본 연구대상 지역은 낙동강 하구역의 서측 연변에 위치하고 있는 항만 터미널로 천해의 연안역에 해당하며 용원동과 견마도 사이의 북동쪽 일부는 조간대가 발달하는 지역으로서 낙동강 삼각주의 하부영역에 포함된다. 대상 지역은 Fig.
- 본 연구의 대상 지역은 연약지반이 최대 70 m 이상의 대심도이며 상부의 하중재하에 의하여 장기적인 압밀침하가 예상되기 때문에 고결공법 등 타공법과 비교하여 경제적인 압밀촉진공법인 PBD를 이용한 연직배수공법을 선정하였다. 본 현장에 사용된 PBD 시공 깊이, 재질 및 종류 등에 대한 내용은 Byun et al.
- 본 연구지역의 기반암은 중생대 백악기 말의 불국사 화강암류이며, 토층의 구성은 해성퇴적 점토층, 모래자갈층, 풍화대층, 기반암층이 수직적으로 분포한다. 해성점토층은 육지와 근접한 지역을 제외하고 평균 40 m 이상의 두께로 불규칙하게 분포되었다.
이론/모형
- 수치해석에 사용된 “TCON”은 미국 TAGA Engineering에서 개발된 유한 차분법(Finite Difference Method)을 이용한 압밀해석 전용 프로그램으로 Terzaghi의 1차원 압밀이론을 기본으로 한다.
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